C# (C Sharp)是微软公司在2000年6月发布的一种新的编程语言。C#与Java有很多的相似之处，包括了诸如单一继承、界面、与Java几乎同样的语法，和编译成中间代码再运行的过程。它又借鉴了Delphi的一个特点，与COM(组件对象模型)是直接集成的，而且它是微软公司.NET windows网络框架的主角。
IDL则一直是应用程序开发和科学家进行可视化与分析的首选语言。因为它功能强大，简单易学，很少的几行代码就能实现其他语言很难实现的功能，所以它是进行科学数据分析、可视化表达和跨平台应用开发的高效软件和理想工具。作为第四代语法简单、面向矩阵运算的计算机语言，IDL拥有丰富的分析工具包。同时支持遥感图像处理软件ENVI的二次开发，使得利用IDL进行ENVI二次开发实现数据处理分析和可视化程序变得非常容易。
1 C#调用IDL方式
C#可以通过COM组件的方式直接调用IDL进行开发。IDL提供了IDLDrawWidget和COM_IDL_CONNECT两个组件，其中IDLDrawWidget组件是带UI的可视组件，COM_IDL_CONNECT是不带UI的功能组件，在实际使用的时候可以根据应用需求选取。
以IDLDrawWidget组件为例，该组件包含了多种功能方法（见表1），这些方法使得C#在调用的时候方便进行初始化、功能调用、参数传递和事件响应传递。
表1 IDLDrawWidget组件的方法
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方法名称 |
功能描述 |
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CopyNamedArray |
拷贝IDL下数组到组件调用环境中的变量数组 |
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CopyWindow |
将IDLDrawWidget组件显示内容拷贝到Windows剪贴板中 |
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CreateDrawWidget |
IDLDrawWidget控件初始化界面 |
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DoExit |
退出ActiveX控件并释放IDL占用的资源 |
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ExecuteStr |
执行IDL命令，相当于IDL的命令行功能 |
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GetNamedData |
获取IDL中变量的值 |
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InitIDL |
IDL运行环境初始化（1：成功；0，失败；-1组件未被许可；-2，IDL未安装许可） |
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InitIDLEx |
IDL运行环境初始化（可传入参数） |
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组件中显示内容输出到默认打印机 |
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RegisterForEvents |
组件是否传递程序事件(参考表17.2) |
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SetNamedArray |
基于输入的变量名和内容在IDL下创建数组 |
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SetNameData |
基于输入的变量名和内容在IDL下创建变量 |
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SetOutputWnd |
组件显示内容输出到指定窗口 |
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VariableExists |
判断IDL下是否存在此变量 |
2 关键技术
以在Visual Studio 2008 C#下调用IDLDrawWidget组件为例，分析下调用该组件的关键技术。
(一) 组件初始化
与其他ActiveX组件一样，在VisualStudio的工具箱组件上单击鼠标右键，弹出菜单中选择[选择项]，见图1。
图1 加载组件
弹出的选择工具箱项界面中点击TAB界面[COM组件]，列表中找到“IDLDrawWidget Control3.0”并勾选（图2）。若列表中不存在该组件，点击[浏览]查找IDL安装目录下的子目录“binin.x86”中的“idldrawx3.ocx”文件。
图2 COM组件列表
组件初始化前需要设置组件的IDL安装目录，本机的IDL安装目录可以通过查找注册表选项的方式获取，获取IDL8.0安装路径的C#示例代码如下：
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//读取注册表获取IDL8.0 RegistryKey rsg = null; rsg = Registry.LocalMachine.OpenSubKey("SOFTWARE\ITT\IDL\8.0", true); if (rsg.GetValue("InstallDir") != null) //读取失败返回null { //初始化IDL80路径 axIDLDrawWidget1.IdlPath = Path.Combine(rsg.GetValue("InstallDir").ToString(), @"IDL80inin.x86idl.dll"); } int n; //初始化 n = axIDLDrawWidget1.InitIDL((int)this.Handle); if (n == 0) { MessageBox.Show("IDL初始化失败", "IDL初始化失败，无法继续！"); return; } |
(二) 功能调用
IDLDrawWidget组件支持调用IDL的源码文件和sav文件。其中ExecuteStr方法相当于IDL的命令行，而IDL可以使用点命令（见表2）在命令行下进行源码的编译和功能调用。故，通过ExecuteStr方法可以轻松地调用IDL功能。
表2 点命令（DotCommand）
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命 令 |
功 能 |
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.COMPILE |
编译代码； |
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.CONTINUE |
继续执行代码； |
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.EDIT |
在编辑器中打开代码以便编辑； |
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.FULL_RESET_SESSION |
编译器完全重置（包括DLM等）； |
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.GO |
执行最近编译过的主函数； |
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.OUT |
执行当前程序直至返回； |
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.RESET_SESSION |
编译器重置，等同于点击工具栏的“重置”； |
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.RETURN |
程序返回； |
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.RENEW |
新建一个pro； |
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.RUN |
编译内存中的程序并执行主程序； |
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.SKIP |
跳过程序段； |
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.STEP |
执行1个或n个程序； |
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.STEPOVER |
执行1个程序段，如果程序段中调用了其他函数则调试进入函数； |
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.TRACE |
程序异常时继续运行。 |
使用点命令在命令行下进行源码编译和运行的示例代码：
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IDL>;编译源码文件，注意源码文件路径是字符串，用’’或””。 IDL> .compile 'C: empfirstIDL.pro' % Compiled module: MYFUN. % Compiled module: FIRSTIDL. % Compiled module: TEST. IDL>;调用源码中的pro执行 IDL> firstidl abc 9 |
(三) 数据传递
IDLDrawWidget组件通过SetNamedArray、SetNameData等方法进行数据传递（表1），C#与IDL之间支持基本的数据类型变量和数组传递（表3）。
表3 IDL与ActiveX下的通用的变量类型
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IDL类型 |
ActiveX类型 |
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IDL_TYPE_BYTE |
UT_UI1 – unsigned char |
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IDL_TYPE_BYTE |
VT_I1 - signed char |
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IDL_TYP_INT |
VT_I2 - signed short |
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IDL_TYP_LONG |
VT_I4 - signed long |
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IDL_TYP_FLOAT |
VT_R4 - float |
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VT_R8 - double |
传递字符串变量和数组的示例代码如下：
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//初始化定义变量 object objStr = "abc"; object objOri,objNow; //定义变量 this.axIDLDrawWidget1.SetNamedData("var", objStr); //编译IDL功能代码并传入单个变量 this.axIDLDrawWidget1.ExecuteStr(@".compile 'exchangevar.pro'"); this.axIDLDrawWidget1.ExecuteStr("exchangevar, var = var"); //将IDL中修改过的变量获得并对话框显示 objStr = this.axIDLDrawWidget1.GetNamedData("var"); //显示IDL程序中更改后的值 MessageBox.Show("C#中的变量值为："+objStr.ToString()); //定义数组 int[,] dataarr = new int[3, 2] { { 6, 4 }, { 12, 9 }, { 18, 5 } }; //将数组内容copy到IDL下的变量arr中 this.axIDLDrawWidget1.SetNamedArray("arr", dataarr, true); //编译IDL功能代码并传入数组 this.axIDLDrawWidget1.ExecuteStr(".compile 'exchangeArr.pro'"); this.axIDLDrawWidget1.ExecuteStr("exchangeArr,arr,oriArr= oriArr"); //通过CopyNameArray方法直接复制获取IDL中的数组 objOri = this.axIDLDrawWidget1.CopyNamedArray("oriarr"); //通过CopyNameArray方法直接复制获取IDL中的数组 objNow = this.axIDLDrawWidget1.CopyNamedArray("arr"); //弹出第一个元素的值 MessageBox.Show("C#中的数组值为：" + ((Array)objNow).GetValue(0, 0)); |
(四) 事件传递
IDLDrawWidget组件可以在C#或IDL下响应键盘和鼠标事件。即通过C#主程序可以触发组件的事件并由IDL事件响应程序进行响应。组件的事件响应处理方式与组件的RegisterForEvents值有关，各个值的含义见表4。
表4 RegisterForEvents对应功能描述
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值 |
功能描述 |
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0 |
停止传递所有事件 |
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1 |
传递鼠标移动事件 |
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2 |
传递鼠标按键点击事件 |
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4 |
传递视图滚动条事件 |
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8 |
传递暴露事件 |
组件界面中添加鼠标滚轮事件的示例代码如下：
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public Form1() { InitializeComponent(); //增加滚轮滚动事件 ((Control)this).MouseWheel += new MouseEventHandler(Form1_MouseWheel); }
private void IDLDrawWidgetCreate() { //指定事件由C#响应 axIDLDrawWidget1.RegisterForEvents(3); } //鼠标滚轮事件 void Form1_MouseWheel(object sender, MouseEventArgs e) { //转换当前鼠标点在组件上的位置 y = axIDLDrawWidget1.Height - (e.Y - axIDLDrawWidget1.Location.Y); //调用IDL的鼠标时间代码 axIDLDrawWidget1.ExecuteStr("oImg.WheelEvents," + e.Delta.ToString() + ","+ (e.X - axIDLDrawWidget1.Location.X).ToString() + "," + y.ToString()); } |
IDL中的响应该事件的代码如下：
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;鼠标滚轮时的事件 PRO ImgSHow::WheelEvents,wType,xPos,yPos COMPILE_OPT idl2 ;获取组件原始大小 self.OWINDOW.GETPROPERTY, dimensions = winDims,graphics_tree = oView oView.GETPROPERTY, viewPlane_Rect = viewRect ;判断是放大还是缩小 IF wType GT 0 THEN rate = 0.8 ELSE rate = 1.125 ;计算放缩后的显示区域大小 oriDis =[xPos,yPos]*viewRect[2:3]/winDims viewRect[0:1]+=(1-rate)*oriDis viewRect[2:3]= viewRect[2:3]*rate ;更新显示区域并重新渲染绘制 oView.SETPROPERTY, viewPlane_Rect = viewRect self.OWINDOW.DRAW END |
类似的方式可以添加鼠标拉框放大和缩小等功能，即通过C#与IDLDrawWidget组件构建了一个完整的图像显示与基本处理程序，通过鼠标可以对显示图像进行放大、缩小和平移操作，并通过IDL实现了基本的图像处理、投影变换和仿真模拟功能。部分效果图：
图3 灵活的操控
图4 图像显示与图像处理
图5 投影变换功能
图6 卫星仿真模拟
3 结束语
通过IDLDrawWidget等组件提供的方法，C#可以方便灵活地集成IDL程序，轻松搭建可视化分析与处理系统的框架，快速集成IDL的可视化分析与处理功能。这样充分发挥各语言的优势，构建复杂的可视化应用与分析的系统将会变得非常方便。